Моделирование движения сферической микрогранулы в сильном электрическом поле

Авторы

  • Куцепалов А.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Шелистов В.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Франц Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Демёхин Е.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация

УДК

532.516; 544.6

Аннотация

Рассмотрен случай электрофореза в сильном электрическом поле, не подчиняющийся классической теории электрокинетических явлений. Построена математическая модель соответствующего явления на основе системы уравнений Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, описаны параметры системы и проведены численные эксперименты. В результате получено распределение тока по поверхности гранулы. Обнаружено, что ток меняет своё значение примерно в одном и том же месте поверхности гранулы. Именно в этом месте проявляется механизма Духина — образование вихрей позади гранулы.

Ключевые слова:

электрофорез, микрогранула, электролит, система уравнений Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, численное моделирование

Информация о финансировании

Работа выполнена при поддержке РФФИ (13-08-96536-р_юг_а, 14-08-00789-а, 14-08-01171-а) и администрации Краснодарского края (13-08-96536-р_юг_а).

Информация об авторах

  • Александр Сергеевич Куцепалов

    аспирант кафедры вычислительной математики и информатики Кубанского государственного университета

  • Владимир Сергеевич Шелистов

    канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник научно-исследовательской части Кубанского государственного университета

  • Елизавета Александровна Франц

    магистрант кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

  • Евгений Афанасьевич Демёхин

    д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры вычислительной математики и информатики Кубанского государственного университета

Библиографические ссылки

  1. Dukhin S.S. Electrokinetic phenomena of second kind and their applications // Adv. Colloid Interface Sci. 1991. Vol. 35. Pp. 173-196.
  2. Mishchuk N.A. Electroosmosis of the second kind // Colloids and Surfaces A. 1995. Vol. 95. Pp. 119-131.
  3. Baran A.A., Mishchuk N.A., Prieve D.C. Superfast electrophoresis of conducting dispersed particles // J. Colloid Interface Sci. 1998. Vol. 207. Pp. 240-250.
  4. Mishchuk N.A., Dukhin S.S. Electrokinetic Phenomena of the Second Kind. In: Delgado A., Decker M. (eds.) Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis, New York/Basel, 2002. P. 241-275.
  5. Ben Y., Chang H.-C. Nonlinear Smoluchowski slip velocity and micro-vortex generation // J. Fluid Film. 2002. Vol. 461. Pp. 229-238.
  6. Ben Y., Demekhin E.A., Chang H.-C. Nonlinear electrokinetics and "superfast" electrophoresis // J. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 276. Pp. 483-497.
  7. Уртенов М.Х. Краевые задачи для систем уравнений Нернста-Планка-Пуассона (факторизация, декомпозиция, модели, численный анализ). Краснодар: Кубанский государственный университет, 1998. 126 с. [Urtenov M.Kh. Kraevye zadachi dlya sistem uravneniy Nernsta-Planka-Puassona (faktorizaciya, dekompoziciya, modeli, chislenniy analiz) [Boundary-value problems for Nernst-Planck-Poisson systems of equations (factorization, decomposition, models, numerical analysis)]. Krasnodar, Kuban State University, 1998, 126 p. (In Russian)]
  8. Urtenov M.A.Kh. Decoupling of the Nernst-Planck and Poisson equations // J. Phys. Chem. 2007. V. 111. Pp. 14208-14222.
  9. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. М.: Наука, 1996. 392 с. [Zabolotskiy V.I., Nikonenko V.V. Perenos ionov v membranah [Ion transfer in membranes]. Moscow, Nauka Publ., 1996, 392 pp. (In Russian)]

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том  (2015) № 1

Страницы

63-69

Раздел

Статьи

Даты

Поступила в редакцию

11 декабря 2014

Принята к публикации

31 декабря 2014

Публикация

26 марта 2015

Как цитировать

[1]
Куцепалов, А.С., Шелистов, В.С., Франц, Е.А., Демёхин, Е.А., Моделирование движения сферической микрогранулы в сильном электрическом поле. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2015, № 1, pp. 63–69.

Лицензия

Copyright (c) 2015 Куцепалов А.С., Шелистов В.С., Франц Е.А., Демёхин Е.А.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

1-10 из 366

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)